“雙碳”形勢下的能耗監測管理系統建設

賈繼偉

（中國電信股份有限公司浙江分公司，浙江 杭州 310040 ）

0 引 言

在2010年前后，隨著節能減排理念的逐步深入人心，在國家政策要求和企業內部降本增效需求的“雙輪驅動”下，各運營商紛紛開始建設自己的能耗監測管理系統。中國電信也根據節能減排工作需要，編制了能耗監測管理系統建設指導意見和業務規范，指導各省市公司開展系統建設[1]。

十年來，能耗監測管理系統在中國電信各省市節能減排管理支撐方面發揮了顯著作用。一方面將數量龐大的通信機樓、數據中心、無線基站及接入網點的能耗和能源費進行了有機的組織和整合，納入有序管理；另一方面通過系統的高效化、自動化、批處理等一系列功能，解放了大量一線能耗管理及報賬人員的手工工作量，極大地提升了勞動生產率；同時通過對海量能耗數據以及相關業務數據的統計和分析，為企業生產運營提供了十分有價值的決策依據。當然，各地的系統建設也存在各種各樣的不足之處，如功能操作的靈活性、數據分析的智能化、節能管理實用化等方面還不盡如人意[2]。

2021年，中央經濟工作會議提出要做好“碳達峰、碳中和”工作要求（以下簡稱“雙碳”），中國電信也在第一時間作出“力爭在2030年前實現碳排放達到峰值、助力國家力爭2060年前實現碳中和”的目標承諾和行動部署。節能減排整體工作將隨著“雙碳”的深化而出現一些調整和轉型。那么為節能減排作支撐服務的能耗監測管理系統是否還能適應“雙碳”的需要？是否要進行必要的調整或改進？下面試作分析。

1 當前系統的主要成效與問題

對能耗監測管理系統當前的建設和運行使用狀況進行梳理總結，有助于更清晰地找到未來的發展方向。由于各地系統的建設進度、管理模式、使用人員、功能要求及系統關聯等方面都存在一定差異，為了論述方便，以下主要結合中國電信浙江公司的系統建設和運行使用情況，并適當兼顧兄弟公司的一些調研情況[3]。

1.1 系統建設目標

在中國電信2011年發布的《能耗監測管理系統建設指導意見》中，明確提出了系統建設的五大目標：

（1）實時掌握總體能耗數據，掌握能耗結構水平、變化趨勢，為企業戰略決策和業務發展提供參考。

（2）獲取采用節能技術前后的能耗值，檢驗節能技術的有效性和實用性。

（3）為合同能源管理提供準確、權威的基礎能耗數據。

（4）為節能減排工作深化開展、制定節能減排規劃提供支撐。

（5）為能源預算管理提供參考。

用今天的眼光來看，這些目標雖不夠全面，但都還不算過時。其中一些內容在實際系統中距此還有不小的差距。

1.2 核心功能要求

（1）監測計量。顧名思義，監測計量必然是能耗監測管理系統的核心功能之一。監測是通過電表等裝置將能耗發生的行為過程予以記錄，計量則是將監測所得數據轉化為規定口徑、規定格式的數值，直接反映特定范圍及時段的能源消耗量。若說監測獲得的是物理值，那么計量所得即是真正有意義的邏輯值，也可稱為能耗對象。監測計量是獲得能耗管理所需最基礎數據的來源之一。

（2）能耗報賬。對通信運營商來說，如何及時、準確地獲取分布廣泛的海量站點的能耗數據，是個不大不小的難題。理論上可以對所有站點加裝智能電表，并通過有線或無線方式接入系統。但實際上這個方法耗費成本相當高，而且還帶來與電力公司電表的稽核、與電力抄表周期的同步、與站點建設或拆除工程的同步、電表的維護與定期校準等一系列問題。因此在建設初期乃至很長一段時間內，直接通過能源費報賬，獲取電力公司電表計量數據以及費用數據，是個比較簡便易行的方法，且又能做到站點的全覆蓋。同時，通過將能耗報賬的業務流程納入能耗系統，可以使系統得到廣泛應用，成為“活的”系統，有助于其不斷完善[4]。

（3）統計分析。通過對監測計量和能耗報賬所獲得的數據按照一定規則進行梳理統計，形成能耗臺賬和月度、季度、年度報表，滿足節能管理的需要，大大提高了管理效率和質量。進一步，可以根據預設的規則或場景，結合相關業務及管理數據，對這些能耗數據進行規則化或智能化分析（如PUE分析、單位話務量能耗分析等），可進一步挖掘數據的價值。

（4）評估應用。在上述功能的基礎上，可以進一步根據管理需要開發出預算管理、規劃管理、節能項目評估等各類專項應用功能，拓展系統應用的廣度，真正體現數據驅動的管理價值。

1.3 基本性能要求

十年來能耗監測管理系統得到廣泛、持久的應用，其三大基本性能是十分關鍵的。

（1）全面覆蓋。通過完善能耗量稽核和能源費報賬扎口管理功能，在系統建設初期即完成了全網所有站點的用電乃至用水、燃油、天然氣等的核計，廣義上將各站點的電力公司電表、自來水公司水表等均視作系統的組成部分，以較小的代價完成了各類能耗和能源費用的全量覆蓋，同時還能保證較好的準確性和顆粒度，充分提升了系統在節能管理和財務成本管理方面的有效性和權威性。

（2）遠程自動。能耗信息的遠程自動獲取、報賬單據的自動導入和稽核、對延遲報賬站點能耗的自動計提等功能，充分發揮了系統的自動化優勢，體現了系統“以人為本”的管理思路和“解放生產力”的實際效果，同時又很好地提升了信息的準確性和及時性。

（3）實時準確。能耗數據是累計值，與時間點、時段、監測范圍等都有很大關系。系統中所有能耗數據都應是動態、實時更新的（報賬數據可視為準實時，延遲部分可通過智能計提進行彌補），確保其能夠準確反映最新的能耗變化情況。這在上述兩大性能特點中也得到了體現。

1.4 主要問題與不足

在實際使用中，當前各省市能耗監測管理系統多多少少還是存在一些問題與不足的這里歸納幾條比較普遍的問題。

（1）在數據質量方面，還存在一些由于時效性（抄表、出賬、結算、報賬等）、規范性（統計分解口徑等）乃至軟硬件故障導致的數據精準性不足的問題。

（2）在性能方面，一些系統在運行速度、數據組織與檢索效率、界面友好性及易用性、接口穩定性等方面還不夠優化。

（3）在功能方面，較普遍的問題是，監測點位還遠達不到大數據分析的顆粒度要求；統計分析基本停留在統計階段，很難提供真正有價值的分析報告；對滾動規劃、預算等管理能力不足；對建設項目的節能評估統計能力不足；與社會標準及需求接軌不足；自動化、智能化程度不足，有的系統人工操作還比較繁瑣等。

（4）在管理方面，還存在有人為干預（如財務成本非業務計提沖銷等）、系統維護管理職責未落實、系統功能設計缺乏長遠規劃等問題。

2 “雙碳”新形勢下的能耗與碳排放管理思考

2.1 “雙碳”新形勢分析

中國電信自2008年集中開展節能減排工作以來，至今已有13年。進入“雙碳”階段，必須看到，運營商的節能減排工作已經過“摸索期”，而進入“常態化”階段，對節能降碳、能耗監測的理解和體會也更加深入。

從國家戰略大背景來看，“綠色”仍然是“十四五”時期的關鍵詞，“高質量發展”已成為全國各行各業追求的新目標，“碳達峰、碳中和”的承諾已寫入政府工作報告，“碳交易”平臺也在逐步擴大和納入正軌。從運營商企業內部來看，“提質增效”已成為常態化的內需動力，“云改數轉”、“數據驅動”也已成為深刻的運營理念，對能耗、碳排量的監測和數據管理將提出更高要求[5]。

2.2 碳排放的監測和管理

碳排放是對以二氧化碳為主的所有溫室氣體排放的統稱。隨著“雙碳”工作日益深化，國家對能源的“雙控”必然會逐步過渡到碳排放的“雙控”。然而對碳排放的監測和管理，目前系統上還是空白。

我們通常說的“節能”“節費”“減排”“降碳”其實都還是有差異的。節能通常是節費的，但節費未必是節能的，也未必是降碳的，如轉供電改直供電。有的措施看似不節能也不降碳，但把范圍擴大來看，就能顯現出較好的節能降碳效果，如利用峰谷電價差進行的“削峰填谷”應用。此外，節能和降碳也未必是成比例的，如同樣1 kW·h電，用于節能型空調和用于新能源汽車，其所產生的降碳量是完全不同的。

因此，系統需為碳排放建立一套全新的數據體系，增加新的監測、計量、管理、評價及考核功能，以滿足碳足跡研究、碳考核、碳交易等的需要。同時碳排放數據應能與能耗、費用等數據進行分類關聯，實現科學合理的換算。例如同樣消耗1 kW·h電，在購買了“綠電”情況下與直接從區域電網上獲取，其所對應的排放因子是不同的，相應碳排放量也應區分計量。

在此基礎上，才能夠對局站、數據中心乃至一市、一省、全網的能耗與碳排放進行全面、精準、動態地分析和研判，并運用大數據和AI技術進行碳達峰、碳中和策略模擬，實現科學有效的碳目標管理。

2.3 監測內容和范圍的拓展

“雙碳”的最終目標是碳中和，各類措施不再僅僅局限于節能，而是要從低碳、零碳、負碳的角度進行重新評估和審視，優選開展。其中太陽能、風能、自然冷源、燃料電池等清潔能源的利用以及梯級能源站、削峰填谷、余熱回收等能源綜合利用是實現碳中和的重要手段。對它們的能源消耗（利用）、碳排放（碳吸收）的監測、管理和分析顯得尤為關鍵，這大大拓展了系統的“視界”。

同時，在碳捕捉、碳封存、林業碳匯等方面，系統也要能建立起相應的監測計量手段和分析處理能力。未來的能耗及碳排放監測管理系統很可能會將數據中心綠化、雨水利用、綠色采購、設備資產更新周期、廢舊物資回收等均納入統計，實現全生命期的碳管理。

當然，在實現步驟上，還是逐步遞進的。當前首先要考慮的就是將運營商直接排放（如使用燃油、煤炭、天然氣等的排放）和間接排放（如通過消耗電力、熱力、自來水等的排放）納入監測和管理；下一步再延伸到企業價值鏈的上下游（如采購、物流、銷售、廢棄物處置等）的監測管理，實現綠色生態鏈管理。

2.4 更多深化管理需求

除了增加的碳排放數據外，隨著精確化管理的深入，還有更多的深化管理需求被不斷提出。例如：

如何充分發揮大數據優勢，深入挖掘海量能耗與碳排放數據的價值？

如何更好地處理能耗監測、能耗報賬和能耗統計分析之間的關系？

如何做好碳排放監測、碳-能換算、內部碳交易、外部碳交易等的數據支撐？

如何真正做到“所見即所耗”、“所見即所排”？與財務的“權責發生制”如何協同、平衡？

如何真正實現各局站及耗能單元的“能耗行為分析”、“碳排放行為分析”、“碳足跡描繪”？

如何更好地管理節能措施（技術節能/管理節能/結構節能），管理其投入、產出、受益面、持續效益（節能、減碳）等？

如何更好地發揮系統對規劃、預算、資源配給、工程建設等的支撐？

3 “雙碳”形勢下的系統設計和建設思路

根據上述分析與思考，在“雙碳”形勢下，原來的能耗監測管理系統將升級為新的“智慧碳能監測管理系統”，其設計與建設也需要有全新的思路。這里從幾個視角分別進行探討。

3.1 牽好3條主線

對能耗量、碳排放量、能源費用的監測與管理是系統建設的3條主線。能耗量的監測可通過直接獲取（如智能電表、智能水表等）或間接獲取（如能耗報賬）得到原始數據，圍繞能耗指標管控與節能管理工作設計相關管理功能。碳排放量的監測大部分可通過能耗量依據一定的關系換算得到，還有一部分需要通過其他信息渠道獲取（如綠化面積、雨水利用等），圍繞碳排放指標管控、碳交易等工作進行功能設計。能源費用主要通過能耗報賬獲取，圍繞企業經營成本及其他相關財務指標進行功能設計。

3條主線相互關聯，全程可追溯，但又彼此松散耦合，避免因其中某項數據異常導致全面失真。

3.2 管好3類數據

這里的3類數據是從不同的管理角度來講的，具體地可以表述為：

（1）用了多少。包括能耗量、碳排放量、能源費用等總量指標，是絕對數據，反映了能源使用消耗或排放量的總體規模。這類數據是實現“碳達峰”目標所必須關注的。

（2）省了多少。包括節能量、碳排放減量（減排量、交易量）、節費額等相對量指標，反映了節能減排工作的實際效果。這類數據也直接決定了碳中和目標能否順利完成。

（3）賺了多少。包括各類強度指標，如單位收入能耗、單位信息流量碳排放、能源費占收比、PUE等，反映了能源、碳排放以及所耗費用的經濟效益。這類數據也直接決定了企業開展節能減排工作的內動力大小。

3.3 圍繞3層目標

3層目標如下文所述

（1）“修好內功”。系統首先是要夯實基礎數據，提高其精準度、解析度，提高數據標準化程度，提高系統開放性和靈活性，為一切高級應用做好底層準備。

（2）“解放人工”。系統一定要著力提高自動化程度，提高勞動生產率，能夠真正讓管理者和一線操作人員感到得心應手，而不是反過來“為系統打工”。

（3）“練就神功”。系統的高級應用就是要能夠很好地響應各類業務管理需求，運用大數據及AI等手段，提高智能分析水平，真正為運營決策提供有價值的幫助。

以上之所以稱為“3層”目標，是因為這3層目標具有一定的先后順序（并非絕對），前者往往是后者實現的基礎。

3.4 優化四大功能

這里的四大功能主要還是圍繞數據處理的實用性、友好性來說的。從數據監測、數據歸集、數據展現，直到數據應用，必須一路暢通，環環相扣。

（1）在數據監測環節，采集、梳理、存儲必須保證準確、精確、時效，還要保證接口通暢，字典統一，解釋明確。

（2）在數據歸集環節，特別要注意統計、檢索的高效化和靈活性。

（3）在數據展現環節，要充分運用可視化操作界面，達到便捷、靈活、生動。

（4）在數據應用環節，要結合相應的業務功能，優化系統接口，運用大數據、智能分析等方法，提高推演、預測的準確度和豐富性。

3.5 搞好四化建設

這里的“四化”，主要針對的是系統的設計思路和性能。

（1）架構云化。主要是指系統架構在云上，底層架構要具有很強的規范性、靈活性和開放性；數據結構也要具有很好的靈活性、開放性；功能模塊要具備可移植、可嵌入、可拓展、可協作等能力。

（2）數據有機化。包括：數據結構化，即數據組織與資源、人力、動環等系統的高度契合；數據全息化，即數據要賦予意義、屬性，要與業務有關聯，要有適度的黏性和敏感性；數據動態化，即每個能耗點都要有全生命期的動態分析和預測；數據字典化，即易于檢索提取，一是能找到，二是能高效地找到。

（3）組織場景化。各種能耗數據與業務的關聯關系是不一樣的。根據不同的場景，應能形成不同的、適合的數據組織形態。同時，根據場景化的需要，對數據也有不同維度、不同深度的要求。

（4）分析智能化。智能化是系統高級功能中最不易做好的部分。簡單地說，要求能夠輸入和整理經驗，歸納總結，提出挖潛增效建議；能夠融入AI思路，根據不同的數據形態，找到相應規律或問題，生成不同的分析報告。

4 結 論

“雙碳”目標的提出，對節能減排工作來說，是一個全新的起點，也是一次戰略和戰術雙層面的轉型。作為節能降碳工作的主要支撐系統，能耗監測管理系統向“智慧碳能監測管理系統”的演進，不僅僅是一個IT系統的升級，更多的是要承擔起支撐轉型的重任。不論是系統開發者、建設者，還是運營使用者，都需要引起足夠的關注，以期不斷探索思路，改進方法，優化系統。